2024年高考物理模拟试题(三)

■湖北省武汉市新洲区第一中学(阳逻校区) 胡东明(特级教师,正高级教师)

量为5.72×10-13J

2.卡文迪什用扭秤实验测得引力常量G=6.75×10-11m3·kg-1·s-2,与公认值只差百分之一,以实验验证了万有引力定律的正确性。应用引力常量还可以计算出地球的质量,卡文迪什也因此被称为“能称出地球质量的人”。根据卡文迪什测得的引力常量,下列说法中错误的是( )。

A.分析两汽车碰撞的作用力时,不需要考虑它们之间的万有引力

B.质量均为60 kg、重心相距1 m 的两同学间的万有引力为2.4×10-7N,忽略计算的细小误差,这一结果是准确的

C.已知地球表面处的重力加速度和地球半径,可以得到地球质量

D.已知月地间距离和月球的公转周期,可以得到地球质量

3.下列与光学现象相关的描述中可能正确的是( )。

A.一细束白光经三棱镜后变成彩色光束是光的散射现象

B.炎炎夏日汽车前方的柏油马路上像被雨水淋过一般是光的干涉现象

C.在做薄膜干涉实验时,若抽去垫在两薄膜间的两张纸片中的一张,则产生的条纹间距变小

D.汽车玻璃反射光的偏振现象说明光是横波

4.如 图1 所 示 是 某同学拍摄的空中水柱的照片,图中左侧是一竖直电线杆,在照片中上沿电线杆方向取高度差为1 cm 的A、B两点,通过计算机模拟分别画出A、B两点的切线方向,两切线与电线杆的夹角为60°、30°,照片缩小的比例尺为1∶40,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。下列说法中正确的是( ) 。

图1

A.水流的水平分速度为2 m/s

B.B点水流的速度大小为3 m/s

C.水流从A点到B点所用的时间为0.8 s

D.水流从A点到B点的距离为

5.如图2所示,用两根等长的细绳把两个带同种电荷的小球悬挂在O点。小球A和B的质量、电荷量分别为mA、mB、qA、qB,已知mA>mB,qA

图2

A.α>β

B.α<β

C.α=β

D.与mA、mB、qA、qB的具体数值有关

6.风速测量仪的简易装置如图3 甲所示,某段时间内线圈中感应电流的波形如图3乙所示,下列说法中正确的是( )。

图3

A.若风速变大,则图乙中感应电流的周期变大

B.若风速变大,则图乙中感应电流的峰值变大

C.当图乙中感应电流最大时,风速最大

一、选择题(本题共10小题,第1～7 题为单选题,第8～10题为多选题)

1.肿瘤的放射治疗常用钴60为放射源,钴60 通过β衰变成为镍60,半衰期约为5年。已知一块钴60样品正以36 W 的功率产生热量,它的放射性强度为1 700居里。1居里被定义为每秒有3.70×1010个原子核发生衰变。以下说法中正确的是( )。

A.所有核反应,包括β衰变,都是强相互作用的体现

B.钴60的比结合能大于镍60的比结合能

C.为了保证钴60的半衰期不变,肿瘤放疗机应置于恒温环境中

D.一个钴60原子核发生衰变释放的能

D.图乙中感应电流随时间变化的原因是风速在变化

7.均匀介质中,一波源位于O点的简谐横波在Oxy水平面内向四周传播,波速为3 m/s,振幅为3 cm。在t=0 时刻,波面分布如图4 所示,波面为圆,实线表示波峰,虚线表示波谷,其中x轴上x=12 m 处质点正好第一次到达波峰处,则第一象限内坐标为(12 m,9 m)的质点P的振动图像为( )。

图4

图5

8.如图6甲所示,光滑水平面上放置一质量mA=1 kg的物块A,一轻绳绕过光滑轻质定滑轮,一端系在物块A上,另一端系在质量mB=1 kg的物块B上,物块B刚好与竖直面接触,且与竖直面间的动摩擦因数μ=0.5。初始时刻两物块都处于静止状态,轻绳被拉直。同时释放两物块,并对物块B施加水平向左的力F,力F大小随时间t的变化规律如图6 乙所示。设物块A距离定滑轮足够远,台面足够高,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2,下列说法中正确的是( )。

图6

A.两物块先一起做加速度减小的加速运动,后一起做匀速运动

B.物块A向右运动的最大速度为2.5 m/s

C.在物块B做加速运动的过程中,力F的冲量大小为20 N·s

D.物块B运动的总时间为

9.在如图7所示的竖直平面内,有一足够长的条状区域MNPQ,其宽度为d,该区域内以水平线OO′为界存在方向分别向上和向下的匀强电场,电场强度均为E。边界PQ右侧存在足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电粒子以速度v0从无限靠近O点的下方沿OO′方向射入电场,经过一段时间后又从无限靠近O点的上方射出电场。不计粒子自身重力。下列说法中正确的是( )。

图7

A.该粒子一定带正电

C.若该粒子以不同的速度从O点下方射入电场,则它在磁场中运动的时间都相同

D.若该粒子以同样的速度从无限靠近O点的上方沿OO′方向射入电场,则经过一段时间后它必从无限靠近O点的下方射出电场

10.如 图8 所 示,质量均为m的小球A、B、C分别用长为L的轻绳连接,置于高为h(h

图8

二、实验题

11.某同学对一量程为0～20 N 的旧弹簧测力计进行校准,并改装成“竖直方向加速度测量仪”。未挂物体时,该弹簧测力计指针处于零刻度位置,将质量为1 000g的钩码挂在该弹簧测力计下面,指针位置如图9 所示。若对于该弹簧测力计,可以认为胡克定律仍然适用,且当地重力加速度g=9.8 m/s2。

图9

(1)此时弹簧测力计的读数为_____N,弹簧测力计的量程应改为____。

(2)将质量为1 000g的钩码挂在该弹簧测力计下面,制作成“竖直方向加速度测量仪”,则该加速度测量仪的刻度是____(选填“均匀的”或“不均匀的”)。

(3)以向上为正方向,则所制作的“竖直加速度测量仪”所能测量加速度的范围是____。

12.某探究小组设计实验测定电源的电动势和电流表的内阻,小组成员在网上购买了一块电池,查阅资料得知该电池的内阻可以忽略不计,利用下列实验器材进行实验:A.待测电源(电动势约为6 V,内阻不计);B.待测电流表A(量程为0～300μA,内阻约为500 Ω);C.电阻箱R(最大阻值为9 999 Ω);D.定值电阻R0=100 Ω;E.开关、导线若干。

(1)某小组成员设计了如图10甲所示的电路,另一小组成员认为该电路不可行。理由是:___。

图10

(2)请你利用上述实验器材,设计合理的实验电路。

(3)根据设计的实验电路,用R、R0、电流表的示数I、内阻RA和电源的电动势E表示,得____。

三、解答题

13.容积为50 000 L 的储气罐装有压强为10 atm 的煤气,现把煤气分装到容积为20 L的煤气罐中,使每个煤气罐中煤气的压强为5 atm,若每个煤气罐中原有煤气压强为1 atm,设分装过程中无漏气,且温度不变。求:

(1)最多能分装多少个煤气罐?

(2)每个煤气罐中增加的煤气质量与原煤气罐中煤气质量之比是多少?

14.如图11 所 示,半 径R=2.8 m 的 光滑半圆形轨道BC与倾角θ=37°的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内,两轨道间由一条光滑水平轨道AB相连,A处用光滑小圆弧轨道平滑连接,B处与半圆形轨道相切。在水平轨道上,两静止小球P、Q压紧轻质弹簧后用细线连在一起。某时刻剪断细线,小球P向左运动到A点时,小球Q沿半圆形轨道运动至C点;之后小球Q落到斜面上时恰好与沿斜面运动的小球P发生碰撞。已知小球P的质量m1=3.2 kg,小球Q的质量m2=1 kg,小球P与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,剪断细线前弹簧的弹性势能Ep=168 J,小球P到达A点或小球Q到达B点时已和弹簧分离。取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

图11

(1)小球Q运动到C点时对轨道的压力大小。

(2)小球P沿斜面上升的最大高度h。

(3)小球Q离开半圆形轨道后经过多长时间与小球P相碰?

15.如图12 所示,水平面上有足够长的平行金属导轨MN和PQ,其间距为L,处于竖直向下的匀强磁场中,以CC′为界,左侧磁感应强度为2B,右侧磁感应强度为B。长度均略大于L,电阻均为R的均匀导体棒a、b垂直放置在导轨上,其中导体棒a的质量为2m,与导轨间的动摩擦因数为μ,静置于CC′左侧,光滑导体棒b的质量为m,靠近CC′的右侧且被一个特殊装置T 固定。现对导体棒a施加水平向右的恒力F=4μmg,使其由静止开始向右运动,当导体棒a的速度达到最大时,恒力方向不变,大小变为F′=2μmg,同时解除装置T 对导体棒b的锁定。已知两导体棒始终与导轨接触良好,当回路中第一次电流为零时,导体棒a仍在CC′左侧,不计导轨电阻,重力加速度为g。 求:

图12

(1)导体棒a在CC′左侧的最大速度v0。

(2)当回路中第一次电流为零时,导体棒a、b的速度v1、v2。

(3)在回路中第一次电流为零至第二次电流为零的过程中,系统中产生的焦耳热Q。